‘Não é grafeno’: Pesquisadores descobrem novo tipo de carbono atomicamente fino

Um novo material de carbono atomicamente fino, o bifenileno foi descoberto por pesquisadores das universidades de Aalto, na Finlândia, e de Marburgo, na Alemanha, e divulgado na revista Science.

O material é quase tão fino quanto o grafeno e é formado por quadrados, hexágonos e octógonos, em uma estrutura ordenada.

Entre as formas mais conhecidas do carbono estão o grafite e o diamante, já conhecidos há tempos. Outras formas do material, porém, vêm sendo descobertas nos últimos tempos, entre eles, o mais divulgado é o grafeno.

Embora a diferença estrutural pareça ser pequena em relação ao grafeno, os cientistas afirmam que as propriedades eletrônicas desta nova estrutura são muito diferentes. Para os pesquisadores, as principais diferenças entre o bifenileno, o grafeno e outras formas de carbono conhecidas estão nas propriedades metálicas apresentadas pelo novo material.

Segundo o estudo, as faixas de rede do bifenileno possuem apenas 21 átomos de largura e se comportam como um metal, podendo conduzir energia. Já o grafeno é um semicondutor nas mesmas dimensões.

“Essas listras podem ser usadas como fios condutores em futuros dispositivos eletrônicos baseados em carbono.” disse o professor Michael Gottfried, da Universidade de Marburgo, que lidera a equipe que desenvolveu a ideia, ao site da universidade finlandesa. 

“Esta nova rede de carbono também pode servir como um ânodo superior em baterias de íon-lítio, com uma maior capacidade de armazenamento de lítio em comparação com os materiais atuais à base de grafeno”, afirmou Qitang Fan, da Universidade de Marburgo, principal autor do estudo.

Propriedades

A equipe da Universidade de Aalto ajudou a criar imagens do material e decifrar suas propriedades. O grupo do professor Peter Liljeroth realizou a microscopia de alta resolução que mostrou a estrutura do material, enquanto os pesquisadores liderados pelo professor Adam Foster usaram simulações e análises de computador para entender as propriedades elétricas do material.

O novo material é feito pela montagem de moléculas contendo carbono em uma superfície de ouro extremamente lisa. Essas moléculas primeiro formam cadeias, que consistem em hexágonos ligados, e uma reação subsequente conecta essas cadeias para formar os quadrados e os octógonos.

Uma característica importante das cadeias é que são quirais, o que significa que existem em dois tipos de espelhamento, como a mão esquerda e a direita.

Apenas correntes do mesmo tipo se agregam na superfície do ouro, formando conjuntos bem ordenados antes de se conectarem. Isso é crítico para a formação do novo material de carbono, porque a reação entre dois tipos diferentes de cadeias leva apenas ao grafeno.

“A nova ideia é usar precursores moleculares ajustados para produzir bifenileno em vez de grafeno”, explicou Linghao Yan, que realizou os experimentos de microscopia de alta resolução na Universidade de Aalto.

Por enquanto, as equipes trabalham para produzir mais documentos do material, para que seu potencial de aplicação possa ser mais explorado. No entanto, o professor Peter Liljeroth disse estar confiante que “este novo método de síntese levará à descoberta de outras novas redes de carbono”